Какие листья у мхов?
Жизненный цикл мхов на примере вида Кукушкин лён (Polytrichum commune)
Моховидные, или Мхи, или Настоящие мхи, или Бриофиты (лат. Bryophyta) — отдел высших растений, насчитывающий около 10 000 видов, объединённых примерно в 700 родов и 110—120 семейств [1] (общее число всех мохообразных, включая Печёночные мхи и Антоцеротовые мхи, составляет около 20 000 видов [2]). Как правило, это мелкие растения, длина которых лишь изредка превышает 50 мм; исключение составляют водные мхи, некоторые из которых имеют длину более полуметра, и эпифиты, которые могут быть ещё более длинными. Моховидные, как и другие Мохообразные, отличаются от других высших растений тем, что в их жизненном цикле гаплоидный гаметофит преобладает над диплоидным спорофитом.
Ранее в этот отдел, помимо класса листостебельных мхов, или собственно мхов (в ранге класса — Bryopsida), включали также Печёночные мхи (в ранге класса — Marchantiopsida, или Hepaticopsida) и Антоцеротовые мхи (в ранге класса — Anthocerotopsida), но сейчас эти таксоны повышены до уровня собственных отделов Marchantiophyta и Anthocerotophyta. Для обозначения совокупности этих трёх отделов используется неформальный собирательный термин мохообразные (Bryophytes).
Раздел ботаники, предметом изучения которого являются мохообразные, называется бриологией.
В процессе исторического развития от псилофитов произошли более сложные растения — моховидные. Отдел моховидных включает в себя разнообразные виды мхов, которых насчитывается около 25 тыс. Эти растения широко распространены по земному шару. В умеренной и холодной зонах северного полушария растут зеленые мхи, среди которых широко распространен кукушкин лен. Он образует рыхлые дернины на кочках в сырых хвойных лесах. На болотах, заболоченных лугах, во влажных лесах растут сфагновые мхи. Мхи, как правило, многолетние и в основном низкорослые растения, «лилипуты» растительного мира. Высота их чаще всего не превышает 30 см.
Среди ныне живущих высших растений мхи имеют наиболее примитивное строение. Так, мох маршанция не имеет четко выраженных вегетативных органов, его тело не расчленено на стебель и листья и имеет вид зеленой пластинки. Большинство же мхов листостебельные растения (правда, так называть их можно лишь условно, так как листовидные образования мхов не гомологичны настоящим листьям, но аналогичны по функциям) . У некоторых мхов, например у зеленых, имеются ризоиды — тонкие нити, состоящие из одного ряда клеток. Другие мхи (например, сфагнум) не имеют ризоидов. Ризоидами мхи укрепляются в почве и поглощают из нее воду и минерал
Внутреннее строение мхов сравнительно простое. У них слабо развита проводящая система, а передвижение воды, минеральных и органических веществ происходит по особым вытянутым в длину клеткам, расположенным друг над другом. По мнению ряда ученых, недоразвитость проводящей системы ограничивает рост мха в высоту. В то же время на поперечном срезе под микроскопом можно увидеть разнообразные ткани стебля: кору, основную ткань, центральный пучок.
Листья у мха простые, расположены на стебле спирально. У кукушкина льна листья зеленые, а у сфагнума светло-зеленые. Рассматривая под микроскопом строение листа сфагнума, можно различить два типа клеток: одни узкие, живые, заполненные хлоропластами, а другие — крупные, бесцветные, лишенные хлоропластов мертвые клетки, их называют водоносными, они окружают клетки с хлоропластами. В клетках с хлоропластами происходит фотосинтез. Благодаря водоносным клеткам листья сфагнума обладают гигроскопическим свойством, т. е. способны удерживать воду.
Размножаются мхи как половым, так и бесполым способом. При этом происходит чередование поколений: бесполого (спорофит) и полового (гаметофит) . Развитие кукушкина льна, например, происходит следующим образом. На верхней части стебля мха в коробочках развиваются споры. Попадая на почву, спора прорастает тонкой зеленой нитью (протонема) , которая сходна по строению с нитчатыми водорослями. (Это сходство свидетельствует о родстве мхов с водорослями и происхождении первых наземных растений от древних водорослей. ) Нить ветвится, на ней появляются почки, из которых затем вырастают стебли с листьями — взрослые растения мха. Кукушкин лен — двудомное растение (многие мхи однодомные или многодомные) . На мужских растениях развиваются мужские половые органы антеридии, в которых образуются сперматозоиды, а на женских растениях — женские половые органы архегонии, в которых созревают яйцеклетки. Во время дождя, обильной росы с каплями воды сперматозоиды попадают в архегонии и сливаются с яйцеклетками. Из оплодотворенной яйцеклетки — зиготы — развиваются коробочка со спорами. Таким образом, взрослое растение мха — половое поколение (гаметофит) , а коробочка со спорами — бесполое поколение (спорофит) .
Как и другие растения, мхи участвуют в круговороте веществ в природе: синтезируют органические вещества и выделяют кислород в атмосферу.
Источник
Отдел Моховидные – Bryophyta
Насчитывает до 27000 видов. Моховидные имеют тело либо в виде слоевища, либо расчленены на стебель и листья. Настоящих корней у них нет, их заменяют ризоиды. Проводящие ткани появляются лишь у высокоразвитых мхов. Частично обособлены ассимиляционная и механическая ткани.
В жизненном цикле доминирует гаметофит. Спорофит самостоятельно не существует, развивается и всегда находится на гаметофите, получая от него воду и питательные вещества. Спорофит представляет собой коробочку, где развивается спорангий, на ножке, связывающей ее с гаметофитом.
Размножаются мхи спорами, могут размножаться и вегетативным путем – отдельными участками тела или особыми выводковыми почками.
Отдел делится на три класса: Антоцеротовые (100 видов, шесть родов талломных растений), Печеночные и Листостебельные мхи.
Класс Печеночные мхи (Hepaticopsida)
Класс насчитывает около 8500 видов. Это, в основном, слоевищные мхи, хотя есть виды, имеющие стебель и листья. Широко распространена маршанция обыкновенная (Marchantia polymorpha) (рис 11. 1).
Рис. 11. 1. Цикл воспроизведения маршанции: 1 – таллом с мужскими подставками; 2 – таллом с женскими подставками; 3 – вертикальный разрез через мужскую подставку (в некоторых антеридиальных полостях находятся антеридии); 4 – антеридий в антеридиальной полости (н – ножка антеридия); 5 – двужгутиковый сперматозоид; 6 – вертикальный разрез через женскую подставку (а – архегоний).
Гаметофит имеет темно-зеленое слоевище (таллом), дихотомически разветвленное на широкие лопастные пластинки с дорсовентральной (спинно-брюшной) симметрией. Сверху и снизу слоевище покрыто эпидермой, внутри имеются ассимиляционная ткань и клетки, выполняющие проводящую и запасающую функции. К субстрату слоевище прикрепляется ризоидами. На верхней стороне слоевища в особых «корзиночках» образуются выводковые почки, служащие для вегетативного размножения.
Талломы раздельнополые, органы полового размножения развиваются на особых вертикальных ветвях-подставках.
Мужские гаметофиты имеют восьмилопастные подставки, на верхней стороне которых находятся антеридии. На женских гаметофитах подставки со звездчатыми дисками, на нижней стороне лучей звездочки расположены (шейкой вниз) архегонии. При наличии воды сперматозоиды перемещаются, попадают в архегоний и сливаются с яйцеклеткой.
После оплодотворения из зиготы развивается спорогон. Он имеет вид шаровидной коробочки на короткой ножке. Внутри коробочки, в результате мейоза, из спорогенной ткани, образуются споры. В благоприятных условиях споры прорастают, из них развивается протонема в виде небольшой нити, из верхушечной клетки которой развивается таллом маршанции.
Класс Листостебельные мхи (Bryopsida, или Musci).
Листостебельные мхи распространены по всему земному шару, особенно в условиях холодного климата на сырых местах, в сосновых и еловых лесах, в тундре. На торфяных и моховых болотах часто образуют плотный ковер. Тело расчленено на стебель и листья, но настоящих корней нет, есть многоклеточные ризоиды. Класс состоит из трех подклассов: Бриевые, или Зеленые мхи; Сфагновые, или Белые мхи; Андреевые, или Черные мхи.
Андреевые мхи (три рода, 90 видов) распространены в холодных областях, внешне сходны с зелеными, по строению листьев и коробочки – со сфагновыми.
Подкласс Бриевые, или Зеленые мхи (Bryidae). Насчитывает около 700 родов, объединяющих 14000 видов, широко распространенных повсюду, особенно в тундровой и лесной зонах Северного полушария.
Широко распространен кукушкин лен (Polytrichium commune), образующий густые дерновины на сырых почвах в лесах, на болотах и лугах. Стебли до40 см высоты, неветвистые, с густыми жесткими и острыми листьями. От нижней части стебля отходят ризоиды.
Цикл развития кукушкина льна (рис. 11. 2).
Рис. 11. 2. Кукушкин лен: А – цикл развития мха; Б – коробочка: 1 – с колпачком, 2 – без колпачка, 3 – в разрезе (а –крышечка, б – урночка, в – спорангий, г – апофиза, д – ножка); В – поперечный разрез листа с ассимиляторами; Г – поперечный разрез стебля (ф – флоэма, крв – крахмалоносное влагалище, кор – кора, э – эпидерма, лс – листовые следы).
Гаметофиты кукушкина льна раздельнополые. Рано весной на верхушке мужских особей развиваются антеридии, на верхушках женских – архегонии.
Весной во время дождя или после росы сперматозоиды выходят из антеридия и проникают в архегоний, где сливаются с яйцеклеткой. Из зиготы здесь же, на верхушке женского гаметофита, вырастает спорофит (спорогон), имеющий вид коробочки на длинной ножке. Коробочка покрыта волосистым колпачком (калиптра) (остатком архегония). В коробочке – спорангий, где после мейоза образуются споры. Спора – небольшая клетка с двумя оболочками. На верхушке коробочки, по ее краю, расположены зубцы (перистом), которые, в зависимости от влажности воздуха, загибаются внутрь коробочки или отгибаются наружу, чем способствуют рассеиванию спор. Споры разносятся ветром и в благоприятных условиях прорастают, образуя протонему. Через некоторое время на протонеме образуются почки, из которых формируются листостебельные побеги. Эти побеги вместе с протонемой – гаплоидное поколение – гаметофит. Коробочка на ножке – диплоидное поколение – спорофит.
Подкласс Сфагновые, или Белые мхи (Sphagnidae)
К сфагновым мхам относятся свыше 300 видов единственного рода сфагнум (Sphagnum) (рис. 11. 3).
Рис 11. 3. Сфагнум: 1 – внешний вид; 2 – верхушка ветви со спорогоном; 3 – спорогон ( ш – остаток шейки архегония, кр – крышечка, сп – спорангий, кол – колонка, н – ножка спорогона, лн – ложная ножка); 4 – часть веточного листа ( хлк – хлорофиллоносные клетки, вк – водоносные клетки, п – поры); 5 – поперечный разрез листа.
Ветвистые стебли сфагнума усеяны мелкими листьями. На верхушке главной оси боковые веточки образуют розетку почковидной формы. Особенностью сфагновых мхов является непрерывное нарастание стебля верхушкой и отмирание нижней части. Ризоиды отсутствуют, и поглощение воды с минеральными веществами происходит стеблями. Листья этих мхов состоят из двух типов клеток: 1) живых ассимилирующих, длинных и узких, хлорофиллоносных; 2) гиалиновых – мертвых, лишенных протопласта. Гиалиновые клетки легко заполняются водой и долго ее сохраняют. Благодаря такому строению, сфагновые мхи могут накапливать воды в 37 раз больше своей сухой массы. Разрастаясь плотными дернинами, сфагновые мхи способствуют заболачиванию почв. На болотах наслаивание отмерших частей мха приводит к образованию торфяников. Путем сухой перегонки из торфа получают воск, парафин, фенолы, аммиак; путем гидролиза – спирт. Торфяные плиты являются хорошим теплоизоляционным материалом. Сфагновые мхи обладают бактерицидными свойствами.
Источник